Nghiên cứu sử dụng công nghệ đất đắp có cốt, kết hợp công nghệ cọc đá gia cố nền đất yếu để giữ ổn định cho phần đường dẫn lên cầu, ứng dụng cho một công trình cụ thể tại tỉnh bắc giang

ee

vê RS

HN

eect See Te

Seg ae

ERE

ar


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

|
XÂYDỤNG

a

|

THU VIEN

Ñ

TRUONG

|

—

°

TRUONG DAI HỌC )

SAU ĐẠI HỌC

XÂY

Đồng Van Hồng

Dt ING

š

—Ễ”

|
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ ĐÁT DAP
CĨ CĨT, KÉT HỢP CƠNG NGHỆ CỌC ĐÁ GIA CÓ

|_

| NEN DAT YEU DE GIỮ ÖN ĐỊNH CHO PHAN DUONG|
DAN LEN CAU. UNG DUNG CHO MOT CONG TRINH|
|

DIEN HINH TAI TINH BAC GIANG
|

|

Fie VERS

Tư HH; dic Peel

4⁄5

Aa xAY eons 7

LUẬN VĂN THẠC SỸ

My

|

A

-

Ngành: Địa kỹ thuật xây dựng

Mã số: 60.58.02.11
CB hướng dẫn: TS. Lê Thiết Trung

Me
Hà Nội - 2015

|


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình khoa học do chính tơi thực hiện. Các kết
quả, sé liệu trong luận văn là trung thực và chưa được ai cơng bồ trong bất kỳ
cơng trình nào khác .

Học viên

fr

Đồng Văn Hồng


ii

LOI CAM ON
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng Cơng trình Ngằm

với đề tài “ Nghiên cứu sử dụng cơng nghệ đất đắp có cốt, kết hợp cơng nghệ
cọc đá gia có nền đất yếu để giữ ôn định cho phần đường dẫn đầu cầu. Ứng

dụng cho một cơng trình tại tỉnh Bắc Giang ” là sự thể hiện những kiến thức đã
thu nhận được của tác giả trong những năm học tại Trường đại học Xây dựng dưới
sự chỉ dẫn tận tình của các thầy cô trong trường và đặc biệt là các thầy cơ trong bộ
mơn Cơ đất - Nền móng. Tác giả luận văn xin được bày tơ lịng biết ơn sâu sắc đến:

TS. Lê Thiết Trung, trưởng bộ môn Co dat ~ Nền móng trường đại học Xây

dựng Hà Nội, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt thời gian
nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Cùng toàn thể các thầy cô thuộc bộ môn Cơ đất - Nền móng, những người đã
giúp đỡ cỗ vũ và tạo mọi điều kiện cho học viên trong suốt quá trình học tập, định
hướng nghiên cứu cũng như thực hiện luận văn.
Cuối cùng xin gửi lời biết ơn dến những người thân trong gia đình. bạn bè,
đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và hồn
thành luận văn của mình.

Hà Nội, ngày 12 thang 10 nam 2015
Học viên

WW

Đồng Văn Hồng


Hi

MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIỆT TẮTT..........................-se xe S2 xecErxesrxesrxeerszve v

M.9)819 9l...

Ắ.Ắ........... i

DANH MỤC CÁC BẢNG.........................
0. 2222112210122 111.2
reo iv

927.10100155...............à..H.......,ÔỎ. 1
1.

Ly do chon dé tai...

2.

050gr

3.

h0

331908/154)15i09:

ẽ .. . 3...

AB...
31...

l

........

1

...............

l

4,

Dối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn.............................--------: 2

5.

Phương pháp nghiên cứu..............................
-- c2.
HH nen. 2

6.

Có sở khoa học và thực tiễn của dễ tài...................... -ccctctevtersrrrreereee 2

Te

Kết quả đạÌ./[ƯỢC zetscieititiaitetrovG15TDUA45TDOYIUOWGEHESVSRHDSSDESSSSSHGESĐ 2

CHƯƠNG

1. TONG

QUAN

VE LUN NEN DUGNG

VA LUN LECH GIUA

DUONG - DUONG DAN LEN CAU — CAU oo. eececccesceeseeccseesseeseesseesntesasesevees 3
1.1. Tổng quan về lún của nền đường, sự lún lệch giữa mô cầu và dường dẫn vào

COU. occ ..................Ả....Ô

3

1.2. Téng quan về phương pháp xác định độ lún cuối cùng và độ lún theo thời gian

sscessususssstsseeasussescssusecsaneecessusesssusesssnecesssussesssssecssnssssesusectssssetssusessuiseassuseesiveccessnseeessnees 10
1.2.1. Lún tức thời Sỉ ( lún không thoát nước ) +o. eeseeseccccseeeeectestensesenenseeeees 10

1.2.2. Lún cố kết ( SŒ ) ¿...................-52c2212 2212211222112 12221221221 exe 10
1.3. Một số phương pháp khác nhau trong việc tính tốn độ lún sơ cấp hiện nay ... 10
1.3.1. Phương pháp căn cứ trên cơ sở lý thuyết nền biến đạng đàn hồi..................... 10
1.3.2. Phương pháp cộng lún từng lớp nguyên 1...

15


1.3.3. Phương pháp lớp tương ÑƯƠN.........................
-- cành
kt 17

1.4. Các nghiên cứu đã thực hiện để giảm độ chênh lún trên nền đất yếu................ 19
CHƯƠNG

2. NGHIÊN

CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG

PHÁP GIẢM ĐỘ CHENH

LỨN GIỮA ĐƯỜNG DẪN LÊN CÂU VÀ MẶT CÂU.........................--csccsererrrrrx 21
2.1. Các giải pháp xử lý độ lún lệch giữa mồ cầu và đường dẫn lên cầu................. 21
2.2. Một số phương pháp gia cố nền đất yếu bên dưới nên đất đắp của đường dẫn
lên CÂU. . . . . . . . . . . .

-ccScS2 SH 1 10212111111 11511 013111115 1151515 1511111111111 1551111158511 111115E50x7EE 2)

2.2.1. Phương pháp cải tạo nền bằng đệm vật liệu rời.............................-----5-©ccsccccee 22
2.2.2. Giải pháp gia có nên đất yếu bằng hệ thống thốt nước đứng kết hợp với gia
TẢI TTƯỚC.............

TH“. HH HH

HH TH ng KH HT TH

TK

HH

25

2.2.3. Giải pháp cọc đất trộn xi măng............................-2--22252c22cvzrrrErrrrerrrrrrrrrrrrrrrree 28
2.2.4. Gia cố nền đất yếu bằng phương pháp cọc đá............................--ccc-cccccccccrcee 32

2.2.5. Tổng quan đất có cốt và vải địa kỹ thuật...........................cccccvcccerrrrrrrrrrrrrree 45
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIẢM CHÊNH LÚN GIỮA DUONG

DẪN LÊN CÀU VÀ CÀU MAI ĐÌNH ĐƠNG XUN.......................................- 49
KH tải.

ion

anh

cố... ..................

49

. ...................

49

1h HN Vi tri CONG trite...

3.1.2. Đặc điểm địa chất — thủy văn:................................--22s S2S 222221... 49
3.2. Phương pháp tính tốn .........................
các HH
HH... Hà nhàng Hàng Hết 53

3.2.1. Sơ dé tinh va yéu cầu thiết Ké oo. ccccseessssssscssssecesssssecsssecesesssecessesessseeessniee 53
3.2.2. Tính tốn thiết kế đường dẫn sử dụng cốt vải địa kỹ thuật............................ 57
3.2.3. Tính tốn thiết kế nền dưới đường dẫn lên cầu ................................--------c-c-e: 69
KẾT LUẬN.......................:LÖ cc cc x2

12222111 TH

ng H1

Hán 0111 1g

71

TÀI LIỆU THAM KIIẢO...........................
55 5c kg H21 gàng re. 78


DANH MUC KY HIEU, CHU VIET TAT

Ký hiệu

Y nghia

Độ sệt
Lực đính của đất
Chỉ số nén

Hệ số nén / Chỉ số nén phục hồi
Chỉ số trương nở
Hệ số cố kết (cm2/s)
Ti trong hat

Trọng lượng riêng

Khối lượng thể tích khơ
Yan

Trọng lượng

riêng đây nỗi

Trọng lượng

thể tích hạt

Độ chật tương đối

Hệ số rỗng của đất

Hệ số rỗng ban đầu của đất

Mô đun đàn hồi của đất
Độ bão hòa của đất (%)
Hệ số đầm chặt

Giới hạn chảy của đất (%)
Độ lỗ rỗng của đất
Góc ma sát trong (độ)

Chỉ số dẻo
Giới hạn dẻo (%)


DANH MỤC CÁC HÌNH VỀ
Hình 1.1: Lún tại đầu cầu Xương Giang................................--22252 2c22Zcerrrerkerrkrrrerrrree 8
Hinh 1.2 : Lún tại đầu cầu Lục Nam.........................2-s2 +k+xzEETkSv E112 1111121111 -krxkr 8
Hình 1.3 : Lún tại đầu cầu Bến “Tuần......................
2c t1 E11211011021111111121< 211cc, 9

Hình 1.4 : Lún tại đầu cầu Bố Hạ............................--.--nn.erirrrree 9
Hình 1.5 : Sơ đỗ tính tốn độ lún khi tải trọng phân bố trên diện tích hình chữ nhật

sian aie aaa nearer

era ania

camara

nee arene

12

Hình 1.6 : So dé tinh tốn độ lún trong nền đất gồm nhiều lớp đất ......................... 14
Hình 1.7 : Sơ đồ tính tốn độ lún theo phương pháp cộng lún từng lớp................... 16
Hinh 1.8 : Biểu dé quan hé €-logo......csscsccsssessssssscssssescssssecsssssesenssseeeesstesessseeessneseenes 17
Hình 1.9 : Sơ đồ tính tốn của phương pháp lớp tương đương ................................ 18

Hình 2.1 : Sơ đồ đệm cát trên đất yếu..............................à-

cà...

11.1... 29

Hình 2.2 : Sơ đồ tính tốn chiều rộng đáy dém Cat .........cccsssssssescsssecsssecssteesseseenees 24
Hình 2.3 : Biện pháp bắc thấm kết hợp gia tải bằng tải trọng phụ tạm thời............. 27

Hình 2.4 : Mặt bằng bé tri bac thắm .............................Ặ22c 22H... 121. eerrrree 28
Hình 2.5 : Mặt cắt dọc bố trí bắc thấm .......................-----2©22cS22<22EE222E2211721172E
151x121. -e. 28
Hình 2.6 : Sơ đồ bố trí cọc đất - ximăng trên mặt bằng.................................---.c---e- 31
Hinh 2.7 : M6

hinh 3D thé hién kết cầu đường dược gia cổ bằng cọc đất trộn xi

măng, kết hợp sử dụng vải địa kỹ thuật.......................
556 222cccsccverErrrrrrrrrrrrrrrrrrree 31
Hình 2.8 : Bồ trí cọc đá và phạm vi nén chặt của đất nền.......................c-ccccceceerrcces 33

Hình 2.9: Sơ đỗ bố trí cọc đá........................-ccs
ch HH 2.122212110012211 1111110111
34
Hinh 2.10 : Biểu đồ xác định khoảng cách giữa các cọc đá................................cc.c. 35
Hình2.14

š Trình tự bùi Cơn: QỂ ÁccececccissisgsssesdieaesiiosiAkiiAAE01101118800019505
058001566 43


li

Hình 2.12 : Thiết bị đóng cọc đá khơng dùng ống thép ................................----------- 44
Hình 2.13 : Cơ chế hoạt động của vải địa kỹ thuật.............................--.-55c ceererrree 46
Hình 2.14 : Hình ảnh vẻ vải địa kỹ thuật............................--22522222 5S EEEErErrrrrrer 47
Hình 3.1 : Cơng trình cầu Đơng Xun...........................2226 222cCCc.crrrerrrrrrrrerrrree 49

Hình 3.2 : Mặt bằng bố trí lỗ khoan địa chất..............................---252c 22v
51

Hình 3.3 : Mặt cắt địa chất hồ khoan...........................--¿
k1s H11 2111111711 110111 210A. 52
Hình 3.4 : Sơ đồ tính tốn bố trí cốt vải địa kỹ thuật trường hợp chiều dài cốt khơng

0mm .....................

56

Hình 3.6 : Thiết lập tổng thể bài tốn............................à5s 2222222221222... ere 60
Hình 3.7 : Thiết lập đường bao mơ hình..............................
22: 2222c2xtcrxestrzzerrrerrrrvee 6]
Hình 3.8 : Khai báo vật liệu đường dẫn.............................-.G520 552 ccz2cSrerererrrrtrree 61

Hinh 3.9 : Chia lưới phần tử.............................----2-22cx2222211221222221.2122.2ee 62
0000I6)000.4
Hình 3.11:

10...

0...

.................

Thiết lập giai đoạn tính tốn.......................--- chen

gà

62
63

Hình 3.12 : Chọn điểm quan trắc lún..........................-..--5-5222 2222 cEEeEEetvr.Eerrrrrrrrer 63
Hình 3.13 : Kết quả tính tốn hệ số an tồn MSf.......................-2cc
2k ccccEererrrrer 64
Hình 3.14 : Mơ hình bài tốn có chiều đài cốt khơng đổi theo chiều cao tường chắn

Hình 3.15 : Mơ hình bài tốn có chiều dài cốt thay đổi theo chiều cao tường chắn 67
Hình 3.16 : Biểu đồ mối quan hệ giữa hệ số an toàn và chiều đài cốt L2 thay đôi
`

theo chiều cao tường chắn `............................---2222222222221221122207112.111.2.011.171
1.1 crree 68

Hình 3.18 : Thiết lập tơng thể bài tốn


iii

Hình 3.19

: Thiết lập téng thé Dai toa oo... ecccccsssssssesesesssssscesssecsssseccessecessvesesseess 70

Hình 3.20 t Khai ba vat LGU...

eee ceeeeecesecesscessessceecessccscsseesecsteeseeseceenseseees 71

Hình 3.21 : Thiết lập giai đoạn tính toan ......c.cccescssssssesssseessseessssesssssessseersesessvecsseses 71
Hình 3.22

: Téng chuyén vj lớn nhất của đường sau khi gia tải 5m đất đắp (S
sesesssusessussecessussessssvecesssusesssssecssasecsssscesssuseccesssecesussesssisesesssssessnuseseavecssavecssses 72

Hình 3.23

2 Thiét

1...

sẽ...

..........

73

Hình 3.24 : Thiết lập mơ hình tính tốn...........................22-5222 ©2SE +2 EEZEECEEECEEESELerrkerree 74
Hình 3.25 : 4L). s0 0)

A81...

...................

74

Hình 3.26 : Thiết lập giai đoạn tính tỐN :.::..‹.:¿-¿:::2:sss252552552565520166561561205118031606
80x 8x6 75

Hình 3.27 : Tổng chuyền vị lớn nhất của đường khi đã cố kết xong ((S = 115mm) 75

Hình 3.28 : Chuyển vị bản thân của phần đất đắp làm đường dẫn.......................... 76


iv

DANH MUC CAC BANG
Bang 1.1: Các sự có lún lệch giữa đường dẫn và cầu ở Việt Nam............................. 5

Bảng 2.1 : Bảng hệ số lún của lớp đất thiên nhiên phụ thuộc vào trọng lượng thể
tích trung bình của đất..........................-...-:--c+-2cxx+2
v22 222.1211E1211.1124 12. 1.1. crrrrrrrke 36

:

00:1. 709.0...

...1+4.......

37

Bảng 2.3 : Trị số lực dính c(m?), góc ma sát trong (độ), mơdun biến dạng
Es(kG/cm?) của cát không phụ thuộc vào nguôn gốc và tuổi của chúng.................. 41

Bảng 2⁄4 : Trị số lực dính c(t/m2), góc ma sát trong ø (độ) của đất sét ở trầm tích kỷ

thứ tư ( khi Ư < B < | )........................àscLc
2L 1 HH HH Hư Hàn Hà Hàn ng ray 42
Bảng 3.1 : Các chỉ tiêu cơ lý của đất............................... AM...

33

Bảng 3.2 : Phần độ lún cỗ kết cho phép còn lại tại trục tim của nên đường sau khi

hồn thành cơng trình ......................-. ..---

HH

n1 1011011111101 111001 T11

ren ng 57

Bang 3.3: Bang gid trj cdc thơng số tính tốn............................-22222L22E.211..-..Eeee 58

Bảng 3.4 : Kết quả tính tốn khoảng cách giữa các lớp cốt có chiều dài khơng đổi
trường hợp H =lÚm cc::scsccssnzccsosteittictissctivstdiesitgtgsiS11130415514G61831181185124SX8X181538tA32SỎ 65

Bảng 3.5 : Kết qua tính tốn khoảng cách giữa các lớp cốt có chiều dài khơng đi
trường hợp H =Êm...........................
..-- ST
“HT”... TH HH HH, 66

Bang 3.6 : Kết quả tính tốn khoảng cách giữa các lớp cốt có chiều dài khơng đổi
trường hợp H =6m

Bảng 3.7 : Kết quả tính tốn khoảng cách giữa các lớp cốt có chiều dài khơng dỗi
trường hợp H =4m

Bảng 3.8 : Kết quả tính tốn chiều dài L2 hợp lý khi chiều dài cốt thay đổi trường
hợp H = lŨm .....................-22-22222<
22122 2E12121211112201.2.111. 1. 1101112101100
67
Bảng 3.9 : Kết quả tính toan chiều đài L2 hợp lý khi chiều dài cốt thay dỗi trường


Bảng 3.10 : Kết quả tính tốn chiều dài L2 hợp lý khi chiều đài cốt thay đổi trường


MO DAU

1. Ly do chon dé tai
Hiện nay, nền kinh tế ngày càng phát triển, lượng phương tiện giao thông
cảng tăng lên, việc xây dựng các cơng trình giao thơng ngày càng trở lên cấp thiết
hơn bao giờ hết để phục vụ nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa phát triển kinh tế.

Tuy nhiên, tại nhiều cơng trình đã hoàn thành và đưa vào sử dụng, đã xảy ra hiện
tượng lún, mà đáng chú ý nhất là sự lún lệch lớn giữa cầu và đường dẫn vào cầu.
Điều này đã dẫn đến rất nhiều bắt tiện trong việc lưu thơng, có nguy cơ dẫn tới các
sự cố giao thong va giam tuổi thọ cơng trình. Thực trạng này dịi hỏi phải có giải
pháp thích hợp để xử lý vấn đề lún lệch giữa cầu và đường dẫn vào cầu .
Vì những nguyên nhân trên, đề tài “ Nghiên cứu sử dụng cơng nghệ đất

đấp có cốt, kết hợp công nghệ cọc đá gia cố nền đất yếu để giữ ôn định cho
phần đường dẫn đầu cầu. Ứng dụng cho một cơng trình tại tinh Bac Giang ” là
để tài mang tính cấp thiết hiện nay, góp phần hạn chế và tiến đến chấm dirt tình
trang lún nền đường hai đầu cầu.

2. Mục đích của để tài
Nghiên cứu sử dụng cơng nghệ dat đắp có cốt, kết hợp cơng nghệ cọc da gia
cô nên đất yếu để giữ ôn định cho phần đường dẫn đầu cầu. Ứng dụng cho một cơng
trình tai tinh Bac Giang

3.

Mục tiêu nghiên cứu
Những mục tiêu chính của để tài :

-

Nghiên cứu cơ chế hiện tượng lún tức thời và theo thời gian cũng như các

phương pháp tính lún đối với nền đất yếu.

— _. Nghiên cứu các phương pháp gia cố nền phổ biến hiện nay như công nghệ cột
dat tron xi mang, gia cố nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật, gia cơ nền đất yếu
bằng phương pháp cọc da...
—

Tính tốn khoảng cách và chiều dài hợp lý của cốt vải địa kỹ thuật trên khu
vực đất đắp của đường dẫn lên cầu.


— _

Phân tích dộ lún , độ ổn định của đường dẫn vào cầu trong hai trường hợp:

trường hợp nền đất yếu bên dưới đường đắp là đất tự nhiên không được gia cố
trước và trường hợp nên đất yếu bên dưới đã được gia cô bằng cọc đá trước

khi thi công đường dẫn.
4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn
Đôi tượng nghiên cứ

-

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu hiện fượng chênh lún giữa đường dẫn lên
cầu và cầu.

: Một phân đường dân lên cầu

¿

— _

Đề xuất phương án gia cố giảm độ chênh lún giữa đường dẫn lên

câu và cầu. Đánh giá hiệu quả của biện pháp bằng phần mềm chun dụng.
5.

Phương pháp nghiên cứu
- Tính tốn độ lún của mỗ cầu và đường dẫn lên cầu thơng qua các cơng thức

lý thuyết, tiến hành mơ hình đối tượng nghiên cứu bằng phần mềm chuyên dụng để
tính tốn các thơng số chuyển vị.
- So sánh, đánh giá kết quả thu được để rút ra những kết luận, kiến nghị phù
hợp.

6. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài được thực hiện thông qua nghiên cứu các lý thuyết về cơ học đất, các

giải pháp xây dựng cơng trình trên nền đất yếu, cũng như thơng qua thực tiễn xây
dựng các cơng trình giao thơng tại địa bàn tỉnh Bắc Giang.
7.

Kết quả đạt được
- Luận văn đã dưa ra những khoảng cách bồ trí cốt vải địa kỹ thuật tối ưu cho

mỗi trường hợp chiều cao tường.
- Luận văn cũng nghiên cứu bồ trí chiều dài cốt vải địa kỹ thuật thay đổi nhằm

tối ưu hóa ( về mặt kinh tế ) việc bố trí cốt nhưng vẫn đảm bảo chịu lực cho đường
dap ( đoạn đường dẫn lên cậu ).

SRE


CHUONG 1. TONG QUAN VE LUN NEN DUONG VA LUN LỆCH GIỮA
DUONG - DUONG DAN LEN CAU — CAU
1.1. Tổng quan về lún của nền đường, sự lún lệch giữa mồ cầu và đường dẫn vào
À

cau.

Cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu lưu thơng, vận chun hàng hóa đang là
vẫn đề được nhà nước chú trọng quan tâm hiện nay. Đã có rất nhiều dự án cầu, đường
được triển khai tại nhiều địa phương trên cả nước. Tuy nhiên, nhiều cơng trình khi đã
hồn thành đưa vào sử dụng lại xảy ra hiện tượng lún, mà đáng chú ý nhất là sự lún

lệch lớn giữa cầu và đường dẫn vào cầu. Điều này đã dẫn đến rất nhiều bất tiện trong
việc lưu thơng, có nguy cơ dẫn tới các sự cố giao thông và giám tuổi thọ cho cơng
trình.
Đã có nhiều đề tài trong và ngồi nước nghiên cứu về lún đường đầu cầu, kết
quả cho thấy sự cố trên được hình thành bởi nhiều nguyên nhân, từ giai đoạn điều tra
khảo sát, thiết kế, thi công đến quản lý khai thác cơng trình... trong đó phần nhiều các
nguyên nhân nằm trong giai đoạn thiết kế. Về mảng thiết kế, trong những năm vừa qua
các kỹ sư cầu đường Việt Nam đã gặp phải một số vướng mắc sau:
+ Thiếu các chỉ dẫn, ràng buộc trong thiết kế: Đường dẫn vào câu là hạng mục

cơng trình đặc biệt, cần có những quy định riêng biệt. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn thiết
kế cầu dường thời gian qua khơng có những điều khoản cần thiết về hạng mục này, vi

vậy các thiết kế thường mang tính sao chép, đối chiếu lẫn nhau chứ không tuân theo
một ràng buộc kỹ thuật cụ thể. Hiện

nay,

một

số “ Chỉ

dẫn

thiết kế? đã và đang

được ban hành, sẽ giúp cho các thiết kế trong tương lai được hoàn thiện hơn.

+ Sử dụng giải pháp thiết kế khơng phù hợp: Thống kê hiện nay có khoảng 65%
cơng trình cầu ở khu vực phía Bắc sử dụng giải pháp bản quá độ và khoảng 19% sử
dụng giải pháp sản giảm tải. Tuy nhiên 2 giải pháp phổ biến này lại có hiệu quả khơng

cao. Kết cấu bản q độ hiện thiết kế với chiều dài bản từ 4m - 6m là quá ngắn, chỉ
phù hợp cho những công trình có địa chất tốt, độ lún lệch giữa cầu và đường tương đối
nhỏ. Sàn giảm tải được thiết kế như một cây cầu chìm trong lịng đất, mang 100% tải


trọng, khơng lún trong suốt q trình khai thác là chưa phù hợp, điểm lún gãy của cơng

trình khơng bị triệt tiêu đi mà chỉ dịch chuyển từ vị trí sát mơ cầu ra vị trí cuối sàn

giảm tải.

eer

'8uonu)

2q oởi “nạp uợ] -|

ma
tu120c nẹs ‘(Sugu
ep

Sugq

tỊ

IX

Buow

go

Bl Suonp wu

(A) uựe 8uội 8uộnp

£ệ8U/u12c['¡

|ÿH QUI TES eIYd- | QUE

woz unt

top | sey) IPDj o§A enp

uọ|

Ws

BIC | Wz]

oF

deq

-

2p!

eyy

(y66 L1

-Bugyd IeH #ørqa | 8uoq no nẹp 18H 'E

Suey)

oA enp) Iq ION-

nụs | SUQPP

yZ0+[ƯZ

8uo-T 8ưyt1 2£

uicg 8uội 8uonp

99

S11 Anqer

‘wp — ¢ 089 dựŒ- | tọnp ung ue

|

wy-g

‘wg ovo Nd | Agp 8un2 tp

App]

đọi

- SuOT

|OgA

(ug 1-71] due

np)IEQ

2p

LỒN

teụy

(661

IEỤ

veyd

wo Bugia £1 0X2U)

| ?uanp

un)

o2 | Suonp

009+01127]

Supul

094 UN] WaIp tig

rep

ươui

.

ung

od
enp

AL-0x
dạqd g1)

IBY Eịp tệ nạtq

8uội out dẹp tạN- | nạ£

uaq | 99
sugnp

2E trệt

Bugyy | Hy nes Fup OZ

;UỤ[

8
“wu

Apsuwo | ora

,

300.)

(re) trả
(u13) 2£)
dẹp ga) (02)
yeyy oga Bugnp | 7
dẹp ug13 oy)
Bnp yy nes uN]
UN]

ILI | tị nes 3ượu! ¿|

dep

-8uonu

ĐIỆN

“Bugs ow

a

JÊu tại) MU Jeu Ọ2- | o9}

wd
Sugyy

dẹp

Tyy 1y

(Ag8u/m2)

eryd ga 2uoA uy] - | uạp

ny 2

un] op 20.

WRN 331A 9 NEO BA Upp SUONp eNIS Yod] UNT Od As BD iT] Sueg


đạn

UIEU
uo2

ỌS

(đạn sèuu dệo nội]
QS 02 E2)
10uI ưn[ 2)

UEA 86/p Suey NI
gue
'ud ạq eñuu
Bugh 2q fey OM) WRIT: | pny dgp ena

dep
;
Ty 3¢qU HO]

Sz
‘Guedu yu Bugnp | ‘kesu
dẹp)
lọA ng2 our opnn| Buon
(Ag8n/ma) |
n2 MĐ

up Ép 20.L

ZI

3uon

ws

suey)
un,

'(8661/y

t{s 02 ul2'§¿]
duoly

OEA_

oonp

đượnp

sey)

8ượu: uep) 2uợu!
ál
IEUN

*

24

9s =

‘OSTIEt ‘suox dep
Ỹ

M1

ulop'Z€/ut“8€]

|

W6I — ZI nes

urptJì 2pq 4] †X -

2:1 Ane “wez

&
A DX
dạqd

re!
ayd rero

“Bund

oap 195 BI fond -

(one

:a09/81'0=2

Aeyo

\UI

(ug

0p

Aeq:z doy

sex ) Jas

woz

w¢‘¢

— p9“£ :866 L/y Suy

ugp 9) 3Ä uụ] -

M/'[ =§

AG -

-b1⁄8 =0 P-8uộa Budi un] :uEO}

tzu12/8/80'0=O | UN oat ORG

Aeyo oap ‘uap

.
1ÿ1J2 eip UIP] Nag

IẸP
.
02w Ưtn[ 0*?:p
ì vig

Cad Oggi 6p UY
PHF BS]
uoc'pg| |3uội uạu “(uại | PX
eH | Suqyd áp gay} ATH AEP 1407 - | _ ogc r6p wry trại

u129°10Z
‘dug == BH
QUI 1s eIUd -

u!28'6/ ION | HON

ames

|
(ua) 2ÿ)
dẹp g2) (n2)
I#N 0A 8uọnp | *
enp yy nesuny | dep2 uerd 1oys
3uo+) un'T


ọ As BI 168 BUI
(den

yeyu d¥o ng] Os 99
tn2) ttn[ UQ9 ưEA -

OB LIP}

T
I
|

“tre

Ø2 uIc- g dạn

dẹp

STO 008+65 UI

ey

.

‘py:

Buon]

of

0]

yey

Ngo nep

oa enp 3u

UgIN Bugg ned
8uon

99

-

tẸp

023 un| 0ạIp tiŒ

Nd

- RẠ ƒET nạo ngg '$ |

"UẾế|
deq- hd

wayr

PAG (suns

¬

3ÿ BIP Ugh] NIG

ugh @ :NH EHd

OA,, doy

Wy

via)

2gq Ái nx 8uoq»
(sp

ugiổ

082

nes 012/'J[ — €'€

e

dep

mt ope ene
Iy
90m} Yd
HH2 SH
ea

duon |
ul2p€0€C

0L

€TÒ 0y0+ycUr3
g2)

2p) reu3 | to
enp Œ..

2ểZZ£|—-

Ay ax

k

(tụ) g2
dựp g2) (02)
‘

|

đạud 0t
đuoqupT

dep ueyd Lọ)

— Z'OL | —-

nes uạ'[

SỐ

“P4984 ÁIRXOgA

nq ley:oui s0n1) 3ue8u nu

wos]

(wa) 2p)
#np II

Jey OFA Sugnp

nes

(Áv8u/u2)
dẹp
:

BA 9€q 08} ‘Nap UY] -

nyo

Iñ Jyqu WOT
uny op 99.L

%


Tại Tinh Bắc Giang nói riêng, có rất nhiều cầu trên các tuyến đường mới thi công qua
vùng đất yếu có độ lún lệch rất lớn. Một số tuyến đường điển hình :
GÌ

1
-h +

Hình 1.2 : Lún tại đầu cầu Lục Nam


Hạ
Hình 1.4 : Lún tại đầu cầu Bồ


10

1.2.W{ông quan

Nà

wề phương pháp xác định độ lún cuối cùng và độ lún theo thời

gian
Độ lún của đất nền gồm các thành phần :
1.2.1. Lún tức thời Sĩ ( lún khơng thốt nước ) :

Hình thành do sự nén ép đàn hồi của các lớp đất. Độ lún này được xác định theo
lý thuyết đàn hồi, xảy ra ngay khi bắt đầu san lấp nền đường. cần thiết khi thiết kế bù
lún cao độ nên đắp. Độ lún tức thời có giá trị khơng lớn và kết thúc khi q trình thi
cơng hồn tất nên sẽ khơng ảnh hưởng đến độ lún lệch của cầu và đường dẫn.

1.2.2. Lún cỗ kết
( Sc ) :
-_

Hinh thành do nước và khơng khí thoát ra khỏi lỗ rỗng dưới sự tác động của tải

trọng. Quá trình này xảy ra trong một thời gian dài để nước thấm khỏi đất và áp lực

nước bị tiêu tan. Bởi vậy tốc độ có kết của đất phụ thuộc vào tính thâm của đất.
- _ Lún cơ kết phân làm hai loại: cố kết sơ cấp (do thay đổi thể tích do nước lỗ rỗng
bị vắt ép ra khỏi đấu và cố kết thứ cấp (do từ biến. trượt giữa các hạt dất — khi ứng
suất có hiệu không thay dôi và áp lục(lð}ống cũng không thay đồi).
-

Dễ xác định lún theo thời gian, xác định độ lún tại l thời điểm t, chúng ta sử

dụng đại lượng lún theo theo gian (SĐ). Để xác định được độ lún theo thời gian cần xác

dinh được tốc độ có kết U, ứng với thời gian t.
dịnh phương án thiết kế móng. biện pháp gia cố nền... cũng như dự đốn được q
trình biến dạng cơng trình khi thi công, vận hành...

—

- _ Việc xác định tốc độ lún nảy rất quan trọng trong công tác thiết kế dễ quyết

1.3. Một số phương pháp khác nhau trong việc tính toán độ lún sơ cấp hiện nay

1.3.1. Phương pháp căn cứ trên cơ sở lý thuyết nên biến dạng đàn hồi
Do dất nền khơng phải là vật thể hồn tồn đàn hồi, ngồi biến dạng đàn hồi cịn có
biến dạng dẻo, nhưng lý thuyết đàn hồi cho đến nay vẫn được áp dụng rộng rãi và có
hiệu quả đối với mơi trường đất khi tải trọng của cơng trình tác dụng lên nền đất không
gây vùng biến dạng dẻo lớn: Vấn đề này đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới xác


mình bằng thực nghiệm trong phịng cũng như ngồi hiện trường. Do đó, khi tính tốn
trị số độ lún cố kết sơ cấp có thê trực tiếp sử dụng những thành quả đã đạt được trong

lý thuyết dàn hồi. Tuy nhiên, để xét đến đặc tính của đất, tức là có ké đến biến dạng

đẻo của đất, thì trong tất cả các biểu thức có chứa giá trị số module đàn hồi I:° sẽ được
thay bằng trị số module biến dạng tổng qt Ea. Khi đó, cơ sở tính tốn căn cứ trên lý

thuyết đàn hỏi.
a)

Độ lún cô kết khi nền đất có chiều dày vơ hạn
Khi nền đất có chiều dày vô hạn, độ lún của những điểm trên mặt đất (z=0) nằm

cách điểm đặt tải trọng tập trung P một đoạn R được xác định theo biểu thức của
J.Boussinesq [1].
Ss

ino

EB

Pụa-v?

=—

Ll
(LLY)

Trong đó : See yoy” độ lún của một điểm bất kỳ trên mặt đất có tọa độ XY.

vy ’-hé sé Poisson
Trường hợp tải trọng phân bố có cường độ là p(é,7) trên diện tích F (hình 1.1)
thì trị số độ lún tại một điểm bất kỳ năm trên mặt đất, dựa vào biểu thức sau:

gs

vn GE ee
_ẮPd-v”)rr

_p(jM¿dp_

(1.1.2)

12

|

w

—B_=—+

Hình 1.5 : Sơ đồ tính tốn độ lún khi tải trọng phân bố trên diện tích hình chữ nhật
Trị số độ lún trung bình của cả diện chịu tải được viết dưới dang tổng quát sau:
it) Su„2dxẩy

S„= ———
k

(1.1.3)

F

Trong do:
S,,~ 46 lin trung binh cua ca dién chiu tai

Trong thực tế, qua các kết quả thí nghiệm bàn nén có kích thước, hình dáng và độ
cứng khác nhau ở trong những mơ hình cũng như ở hiện trường, biểu thức để xác định

trị số độ lún cố kết sơ cấp có thé biểu diễn dưới dạng tổng qt sau:
§=r~v°F

„„

(1.1.4)

E,

Trong đó :

œ' - hệ số hình dang, tra bang
@ =ữ@':

a=—

b

I,b— bề dài, bề rộng móng

Hệ số ø đặc trưng cho hình đạng và độ cứng của móng, có thể tra bảng.
b)

Độ lún cố xết khi nền dat có chiều dày giới hạn


Khi đưới đế móng, ở một độ sâu nào đó trong vùng nền tính tốn xuất hiện lớp
đá gốc thì biểu thức tính độ lún (1.1.4) khơng cịn giá trị nữa và chiều dày lớp chịu nén

h được tính từ đáy móng đến lớp đá gốc hay phạm vi chịu nén lún.
Vấn đề xác định độ lún cố kết sơ cấp của lớp đất có chiều dày giới hạn được

nhiều tác giả nghiên cứu [1, 2, 11].

K.E. Egorov đã dé nghị biểu thức tính tốn độ lún đưới đế móng hình trịn tuyệt
đối cứng khi đất nền có chiều dày giới hạn như sau [1]

S: _2pd- E,v?

VF k

1.1.5
(113

Trong đó : k = _—
4A
Az=a,+1/3a, +1/5a,

—
F -- diện tích móng
P — tải trọng tập trung tác dụng lên nền

r — bán kính móng
- Các hệ số ao, a2 và a4 tra bảng.

Theo E.H. Davis và H. Taylor, trong trường hợp chỉ xét chuyển vị thẳng đứng
thì biểu thức tính tốn với điểm góc của diện truyền tải hình chữ nhật được viết dưới

đạng sau dây:

8.= —.

-v'ỳm..+(L~2v)n_]p

(1.1.6)

0

My, Va ny, — nhimg hé số ảnh hưởng, phụ thuộc vào các tỷ số ï và >.

theo biéu dé lap san.
œ)

DS lun cé két khi nén dất có nhiều lớp đất

xác định